Schwingfestigkeit metallischer Werkstoffe II
Die Lehrveranstaltung geht über ein Semester und hat den Umfang von 2 Semesterwochenstunden
Inhalte
Neben den in der Vorlesung „Schwingfestigkeit metallischer Werkstoffe I“ behandelten klassischen Ermüdungsprozessen unter einstufiger Schwingbeanspruchung bei konstanter Temperatur unterliegen zahlreiche technische Komponenten komplexeren zyklischen Beanspruchungen. Dies sind im Wesentlichen (i) thermomechanische Ermüdung aufgrund zeitlich und örtlich veränderlicher Temperaturen, z. B. infolge von Start-Stopp Vorgängen in heißgehenden Bauteilen, (ii) Ultrahochzyklusermüdung mit Lastspielzahlen jenseits der typischen Dauerfestigkeiten bei 106 bis 107 Zyklen und (iii) Betriebsfestigkeitsbeanspruchung mit über die Lebensdauer veränderlichen Lastamplituden und Frequenzen. Eine fundierte Kenntnis des Werkstoffverhaltens unter derart komplexen Beanspruchungen sowie von geeigneten Modellierungsansätzen ist in vielen Fällen essentiell für die sichere Auslegung einer Vielzahl sicherheitsrelevanter Komponenten des Maschinen- und Anlagenbaus.
Die Vorlesung gibt zunächst einen Überblick über den technischen Hintergrund und versuchstechnische Umsetzungsmöglichkeiten dieser komplexen Formen der Ermüdungsbelastung. Anschließend wird anhand praxisnaher Beispiele das Werkstoffverhalten bei thermomechanischer Ermüdung, Ultrahochzyklusermüdung und Betriebsbeanspruchung dargestellt und diskutiert. Schwerpunkt ist hierbei das Verständnis der Wechselwirkungen von Beanspruchung, Mikrostruktur, Verformungs- bzw. Schädigungsmechanismen und Lebensdauer. Auf dieser Grundlage werden Modelle zur Lebensdauerbewertung bei den behandelten Beanspruchungsarten vorgestellt und anhand exemplarischer Versuchsergebnisse bewertet.
Literatur
Wird im Rahmen der Vorlesung bekannt gegeben.
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